在 C# 中向下转换对象列表

Question

如何向下转换对象列表，以便列表中的每个对象都向下转换为派生类的对象？

这就是场景。

我有一个带有基项列表的基类，以及从它继承的两个类：

public class BaseClass
{
    public List<BaseItem> items;
    protected BaseClass()
    {
        // some code to build list of items
    }
}
public class DerivedClass : BaseClass
{
    public DerivedClass : base() {}
}
public class AnotherDerivedClass : BaseClass
{
    public AnotherDerivedClass : base() {}
}

public class BaseItem {}
public class DerivedItem : BaseItem {}
public class AnotherDerivedItem : BaseItem {}

这个想法是不必重复构建项目列表所需的代码。 BaseItem 具有我需要的所有基本内容，并且我始终可以将 BaseItem 向下转换为派生项之一。

当我有一个列表时，问题就出现了。 BaseItem 的 List 是在 BaseClass 中声明的，因为所有派生类都必须拥有它。但是当在运行时访问它时，我似乎无法向下转换为派生类。

Answer 1

使用 LINQ：

    var baseList = new List<BaseClass>();
    var derivedList = baseList.Cast<DerivedClass>();

注意：必须向下转型通常是一种“味道”，表明继承层次结构是错误的，或者是错误实现的。拥有基类的想法是，您可以将所有子类视为超类，而不必向下转换为单个子类类型。

您可能希望使用 OfType 从超类集合中“找出”某些派生类，而不是 Cast。但同样，应该没有必要这样做。

问问自己，为什么需要子类 - 也许您需要将某些功能移至基类？

Answer 2

我相信您想要做的是使用泛型：

public class BaseClass<T> where T: BaseItem, new()
{
    public List<T> items;
    protected BaseClass()
    {
        items = new List<T>();
        T item = new T();
        item.SomePropertyOfBaseItem=something;
        items.Add(item);
    }
}

public class DerivedClass: BaseClass<DerivedItem>

这将导致 DerivedClass 中的 items 成为 List。 where 强制只能使用从 BaseItem 派生的类型。

编辑：“向下转型”，将类型转换为派生类型，并不是您真正想要在这里做的事情。您的意图是派生列表对象按设计使用特定的派生项类型，并且您可能希望将派生类型的实例化对象存储在派生列表类中。

因此，在不使用泛型的情况下，这也可以正常工作：List 完全能够存储从 BaseItem 派生的任何项目。但是，您必须使用转换（如其他答案中所述）从列表中引用这些对象，才能访问派生属性。但这只是将对象“转换”为其真实类型。泛型为您提供了一种直接提供对这些对象的强类型访问的方法。

基本上，将对象存储在作为对象超类的容器中不会改变该对象的任何内容 - 它只会改变代码引用它的方式，使其看起来是其派生的更简单类型。

Answer 3

public class Zoo
{
     public List<Animal> items;
     protected BaseClass()
     {         // some code to build list of items     }
 }

public class PettingZoo : Zoo
{
     public PettingZoo : base() {}
}

public class CatComplex : Zoo
{
     public CatComplex : base() {}
}

public class Animal {}
public class Sheep : Animal {}
public class Tiger : Animal {}

...

PettingZoo myZoo = new PettingZoo();
myZoo.items.Add(new Tiger());

PettingZoo 不能与 Zoo 互换，因为 PettingZoo 应该限制动物的类型。因此，此设计不符合里氏替换原则。

Answer 4

您还可以使用 LINQ 迭代基类的元素并对每个元素进行向下转换，如下所示：

var baseList = new List<BaseClass>();
var derivedList = new List<DerivedClass>();
baseList.ForEach(v => derivedList.Add((DerivedClass)v));

如果需要在转换之前检查每个元素的派生类型：

var baseList = new List<BaseClass>();
var derivedList = new List<DerivedClass>();
baseList.OfType<DerivedClass>().ToList().ForEach(v => derivedList.Add(v));

有关详细信息，请查看以下文章：

• 有关 OfType 的 DotNetPearls 文章
• 关于 OfType 的 MSDN 文档